24. Februar 2026
(CONNECT) Der innovative Ansatz, in Titan-Magnesium-Implantaten die Vorteile beider Materialien zu vereinen, bedarf der weiteren Verfeinerung. Das ist die Schlussfolgerung eines Forschungsteams, das untersucht hat, wie sich diese Materialien im menschlichen Körper verhalten. Sichtbar wurde das laut einer Mitteilung mithilfe der Spallations-Neutronenquelle SINQ am PSI.
Die Idee ist, dass die Kombination der beiden Materialien die Implantate leistungsfähiger macht. Titan wird aufgrund seiner hohen Festigkeit eingesetzt. Die Magnesiumkomponente löst sich mit der Zeit auf und befördert das Knochenwachstum. Doch wenn sich Magnesium zersetzt, wird Wasserstoff frei. Das Team aus Forschenden des Instituts für Metallische Biomaterialien am Helmholtz-Zentrum Hereon im deutschen Geesthacht und des Heinz Maier-Leibnitz Zentrums in Garching bei München setzten ihre Hybridproben über mehrere Tage hinweg einer Kochsalzlösung aus, die Körperflüssigkeiten nachahmen sollte.
Schliesslich nutze es die Neutronentomographie am PSI, „weil Neutronen aufgrund ihres grossen Streuquerschnitts sehr empfindlich auf Wasserstoff reagieren, während Röntgentechniken ihn in der Regel nicht nachweisen können“, erklärt die Instrumentenwissenschaftlerin Dr. Richi Kumar. „Mit der 3D-Bildgebung ist es möglich, das Vorhandensein von Wasserstoff im Volumen abzubilden und so Einblicke in den Grad der Hydrierung von Proben zu gewinnen.“
Die Tatsache, dass Wasserstoff bei Raumtemperatur von der Titanlegierung absorbiert wird, deutet darauf hin, dass die natürliche dünne Schutzschicht auf der Titanoberfläche, die Oxidschicht, beschädigt wurde. Dadurch kann Wasserstoff leichter in das Titan eindringen, was das Material spröde machen kann. Das wiederum beeinträchtigt die Stabilität des Bauteils.
Laut Kumar unterstreicht dies die Notwendigkeit eines durchdachten Designs und der Berücksichtigung von Wechselwirkungen, „um sicherzustellen, dass das eine Material die Eigenschaften des anderen nicht beeinträchtigt. Das ist nicht nur für Hybridimplantate relevant, sondern auch für alle Situationen, in denen Titan und Magnesium in unmittelbarer Nähe zueinander verwendet werden.“ ce/mm
